Эндокринная система, наряду с нервной системой, обеспечивает регуляцию всех жизненно важных функций организма. Ни один процесс в нашем теле не совершается без ее участия. Эндокринную систему представляют железы внутренней секреции: гипоталамус, гипофиз, шишковидное тело (эпифиз), щитовидная железа, вилочковая железа, островковый аппарат поджелудочной железы, яичник (у женщин), яичко (у мужчин), надпочечники, паращитовидные железы. Расстройство функций любой железы внутренней секреции сопровождается повышенным или сниженным образованием гормонов, что приводит к глубоким изменениям в организме.
Согласно классическому определению, гормоны – продукты секреции эндокринных желез, выделяющиеся прямо в кровоток и обладающие высокой физиологической активностью. Они оказывают сложное и многогранное воздействие на организм в целом либо на определенные органы и системы-мишени. Существуют и другие определения, согласно которым трактовка понятия «гормон» расширяется: это «химические вещества, вырабатываемые клетками тела и влияющие на клетки других частей тела». Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определенных процессов в определенных органах и системах. Гормоны есть у всех млекопитающих, включая человека; обнаружены они и у других живых организмов.
У человека существуют две регуляторные системы, с помощью которых организм приспосабливается к постоянным внутренним и внешним изменениям. Одна из них – нервная система, быстро передающая сигналы (в виде импульсов) через сеть нервов и нервных клеток; другая – эндокринная, осуществляющая химическую регуляцию с помощью гормонов, которые переносятся кровью и оказывают эффект на отдаленные от места их выделения ткани и органы. Химическая (эндокринная) система связи взаимодействует с нервной системой; так, некоторые гормоны функционируют в качестве посредников (медиаторов) между нервной системой и органами, отвечающими на воздействие. Таким образом, различие между нервной и эндокринной (химической) координацией не является абсолютным.
Физиологическое действие гормонов направлено:
1) на обеспечение гуморальной, то есть осуществляемой через кровь, регуляции биологических процессов;
2) поддержание целостности и постоянства внутренней среды, гармоничного взаимодействия между клеточными компонентами тела;
3) регуляцию процессов роста, созревания и репродукции.
Гормоны регулируют активность всех клеток организма. Они влияют на остроту мышления и физическую подвижность, телосложение и рост, определяют рост волос, тональность голоса, половое влечение и поведение. Благодаря эндокринной системе человек может приспосабливаться к сильным температурным колебаниям, излишку или недостатку пищи, к физическим и эмоциональным стрессам.
В нормальном состоянии существует гармоничный баланс между активностью эндокринных желез, состоянием нервной системы и ответом тканей-мишеней (тканей, на которые направлено воздействие). Любое нарушение в каждом из этих звеньев быстро приводит к отклонениям от нормы. Избыточная или недостаточная продукция гормонов служит причиной различных заболеваний, сопровождающихся глубокими химическими изменениями в организме.
Изучением роли гормонов в жизнедеятельности организма, а также нормальной и патологической физиологии желез внутренней секреции занимается наука эндокринология. Как медицинская дисциплина она появилась только в XX веке, однако эндокринологические наблюдения проводились еще в античные времена. Так, например, Гиппократ полагал, что здоровье человека и его темперамент зависят от особых гуморальных веществ. Аристотель обратил внимание на то, что кастрированный теленок, вырастая, отличается в половом поведении от кастрированного быка тем, что даже не пытается взбираться на корову. Кстати говоря, на протяжении веков кастрация практиковалась не только для приручения и одомашнивания животных, но и для превращения человека в покорного раба.
Главными эндокринными железами человека, как и всех млекопитающих, являются гипофиз, щитовидная и паращитовидные железы, кора надпочечников, мозговое вещество надпочечников, островковая ткань поджелудочной железы, половые железы (семенники и яичники), плацента и гормонопродуцирующие участки желудочно-кишечного тракта. В организме синтезируются и некоторые соединения гормоноподобного действия. Например, исследования гипоталамуса (особого отдела головного мозга) показали, что ряд секретируемых им веществ необходим для высвобождения гормонов другими эндокринными железами, в том числе и гипофиза. Еще одно доказательство того, что в человеческом организме все связано.
В определении того, какие вещества следует считать гормонами и какие структуры эндокринными железами, есть и другие проблемы. Убедительно доказано, что такие органы, как печень, могут экстрагировать из крови малоактивные или вовсе неактивные гормональные вещества, превращая их в сильнодействующие гормоны. Например, малоактивное вещество дегидроэпиандростерон сульфат, продуцируемое надпочечниками, преобразуется в печени в тестостерон – высокоактивный мужской половой гормон, в большом количестве секретируемый семенниками. Доказывает ли это, однако, что печень – эндокринный орган?
Другие вопросы еще более трудны. Почки выделяют в кровоток фермент ренин, который через активацию системы, вызывающую расширение кровеносных сосудов, стимулирует продукцию гормона надпочечников – альдостерона. Регуляция выделения альдостерона этой системой весьма схожа с тем, как гипоталамус стимулирует высвобождение гипофизарного гормона АКТГ (адренокортикотропного гормона, или кортикотропина), регулирующего функцию надпочечников. Почки секретируют также эритропоэтин – гормональное вещество, стимулирующее продукцию эритроцитов. Можно ли отнести почку к эндокринным органам? Все эти примеры доказывают, что классическое определение гормонов и эндокринных желез не является полным.
В целом гормоны действуют на определенные органы-мишени и вызывают в них значительные физиологические изменения. У определенного вида гормонов может быть несколько органов-мишеней, и вызываемые ими физиологические изменения могут сказываться на целом ряде функций организма. Например, поддержание нормального уровня глюкозы в крови – а оно в значительной степени контролируется гормонами – важно для жизнедеятельности всего организма, даже настроения. Гормоны иногда действуют совместно; так, эффект одного гормона может зависеть от присутствия какого-то другого или других гормонов. Гормон роста, например, неэффективен в отсутствие тиреоидного гормона.
Железистая ткань передней доли гипофиза продуцирует:
– гормон роста (ГР), или соматотропин, который воздействует на все ткани организма, повышая их анаболическую активность (то есть процессы синтеза компонентов тканей организма и увеличения энергетических запасов);
– меланоцит-стимулирующий гормон (МСГ), усиливающий выработку пигмента некоторыми клетками кожи (меланоцитами и меланофорами);
– тиреотропный гормон (ТТГ), стимулирующий синтез тиреоидных гормонов в щитовидной железе;
– фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ), относящиеся к гонадотропинам: их действие направлено на половые железы;
– пролактин, обозначаемый иногда как ПРЛ, – гормон, стимулирующий формирование молочных желез и лактацию.
К гормонам задней доли гипофиза относятся вазопрессин и окситоцин. Оба этих гормона продуцируются в гипоталамусе, но сохраняются и высвобождаются в задней доле гипофиза, лежащей книзу от гипоталамуса. Вазопрессин поддерживает тонус кровеносных сосудов и является антидиуретическим гормоном, влияющим на водный обмен. Окситоцин вызывает сокращение матки и обладает свойством «отпускать» молоко после родов.
Щитовидная железа расположена на шее и состоит из двух долей, соединенных узким перешейком. Четыре паращитовидные железы обычно расположены парами – на задней и боковой поверхности каждой доли щитовидной железы, хотя иногда одна или две могут быть несколько смещены.
Главными гормонами, секретируемыми нормальной щитовидной железой, являются тироксин и трийодтиронин. Тиреоидные гормоны стимулируют белковый синтез и распад питательных веществ с высвобождением тепла и энергии, что проявляется повышенным потреблением кислорода. Эти гормоны влияют также на метаболизм углеводов и, наряду с другими гормонами, регулируют скорость мобилизации свободных жирных кислот из жировой ткани. Короче говоря, тиреоидные гормоны оказывают стимулирующее действие на обменные процессы. Повышенная продукция тиреоидных гормонов вызывает тиреотоксикоз, а при их недостаточности возникает гипотиреоз.
Другим соединением, найденным в щитовидной железе, является длительно действующий тиреоидный стимулятор. Он представляет собой гамма-глобулин и, вероятно, вызывает гипертиреоидное состояние.
Гормон паращитовидных желез называют паратиреоидным, или паратгормоном; он поддерживает постоянство уровня кальция в крови: при его снижении паратгормон высвобождается и активирует переход кальция из костей в кровь до тех пор, пока содержание кальция в крови не вернется к норме. Другой гормон – кальцитонин – оказывает противоположное действие и выделяется при повышенном уровне кальция в крови. Раньше полагали, что кальцитонин секретируется паращитовидными железами, теперь же показано, что он вырабатывается в щитовидной железе. Повышенная продукция паратгормона вызывает заболевание костей, камни в почках, обызвествление почечных канальцев, причем возможно сочетание этих нарушений. Недостаточность паратгормона сопровождается значительным снижением уровня кальция в крови и проявляется повышенной нервно-мышечной возбудимостью, спазмами и судорогами.
Надпочечники – небольшие образования, расположенные над каждой почкой. Они состоят из внешнего слоя, называемого корой, и внутренней части – мозгового слоя. Обе части имеют свои собственные функции, а у некоторых низших животных это раздельные структуры. Каждая из двух частей надпочечников играет важную роль, как в нормальном состоянии, так и при заболеваниях. Например, один из гормонов мозгового слоя – адреналин – необходим для выживания, так как обеспечивает реакцию на внезапную опасность. При ее возникновении адреналин выбрасывается в кровь и мобилизует запасы углеводов для быстрого высвобождения энергии, увеличивает мышечную силу, вызывает расширение зрачков и сужение периферических кровеносных сосудов. Таким образом, направляются резервные силы для «бегства или борьбы», а кроме того, снижаются кровопотери благодаря сужению сосудов и быстрому свертыванию крови.
Кора надпочечников секретирует три основные группы гормонов: минералокортикоиды, глюкокортикоиды и половые стероиды (андрогены и эстрогены). Минералокортикоиды – это альдостерон и дезоксикортикостерон. Их действие связано преимущественно с поддержанием солевого баланса. Глюкокортикоиды влияют на обмен углеводов, белков, жиров, а также на иммунологические защитные механизмы. Наиболее важные из глюкокортикоидов – кортизол и кортикостерон.
Избыток кортизола приводит к серьезному нарушению метаболизма, вызывая гиперглюконеогенез (чрезмерное превращение белков в углеводы). Это состояние характеризуется потерей мышечной массы, сниженной углеводной толерантностью, то есть сниженным поступлением глюкозы из крови в ткани (что проявляется аномальным увеличением концентрации сахара в крови при его поступлении с пищей), а также деминерализацией костей.
Избыточная секреция андрогенов опухолями надпочечника приводит к маскулинизации («омужествлению»). Опухоли надпочечника могут вырабатывать также эстрогены, особенно у мужчин, приводя к феминизации.
О проекте
О подписке